从SARS-CoV-2(非典型性肺炎,即非典)病毒从动物传播给人类,到现在的COVID-19(即新型冠状病毒)全球大流行,一个需要被考虑的问题摆在了我们面前,为什么来自动物宿主的病毒对人类健康如此危险?
虽然尚不清楚COVID-19的来源,也许是蝙蝠,也许是穿山甲,也许都不是,但科学家们确信,新型冠状病毒源自动物。
全球确诊的COVID-19病例数量惊人。根据约翰·霍普金斯大学(JohnsHopkinsUniversity)的说法,数十万人感染了该病毒,成千上万人死亡。但是,人畜共患疾病(即从动物身上获得的疾病)在COVID-19成为中心舞台之前,已经影响了世界的许多人。例如,年的一份国际报告告知,全球每年共有56种此类疾病导致25亿病例和万死亡。这些疾病包括狂犬病,弓形虫病,Q热,登革热,禽流感,埃博拉和炭疽。此外,在过去的一个世纪中,从动物身上获得的呼吸道流感样疾病造成了严重破坏。年,西班牙流感造成5千万人死亡,年香港流感造成70万人死亡。
那么,为什么人类从动物身上获得的疾病如此危险?部分原因是由于我们的免疫系统。其中一部分是自然选择。传播病毒的特定动物也可能起作用。下面将具体介绍其中的一些因素以及病毒与人体免疫系统间如何相互作用。
动物病毒与人类免疫系统
来自动物的病毒对人类如此危险的一个原因是,人们没有办法对付它们。我们的免疫系统从未被“引入”这些新型病毒,因此它不知道如何应对不速之客。
研究人员解释说,大多数进入人体的病毒已被免疫系统成功破坏或通过我们的胃肠系统。然而,时不时地,动物病毒设法在人类宿主内复制。动物病毒在第一个人体内复制的那一刻至关重要。在此关键时刻,该病毒可以“在人类的选择性约束下首次变异和进化,使其适应并改善自身,以便在新宿主中复制”。
发生这种情况时,人类免疫系统必须进行报复。它需要“赶上”病毒的进化并产生免疫反应。人体以前从未遇到过这种威胁,因此,其武器库中没有预先存在的免疫力-因此必须快速设计。
但是,这种防御-适应性免疫系统的一部分-需要几天甚至更长的时间才能激活。同时,该病毒可能已经进化成能够更快复制甚至逃脱免疫系统的报复。
一场“进化竞赛”
换句话说,动物病毒和人类免疫系统已进入“军备竞赛”,就像任何军备竞赛一样,两个竞争对手之一可能获胜,或者两个竞争对手都可能陷入僵局。
英国诺丁汉大学感染免疫学教授克里斯托弗·科尔曼在接受《今日医学新闻》采访时,他谈到了动物病毒,人类宿主以及进化和自然选择的作用。他解释道,“一般的假设是,随着病毒向宿主扩散,它们对宿主的危害变得越来越小(它们希望确保自己的传播,因此不想在感染前迅速杀死宿主)[复制的机会]。”
“这绝不是(总是)正确的,但是从长远来看,适应人类的病毒可能不太危险,因为病毒和宿主之间的进化军备竞赛已经陷入僵局,两者都不尽人意,但两者都没有被杀死。”–克里斯托弗·科尔曼
此外,科尔曼继续说:“一种完全适应动物宿主的病毒可能对人类完全无害”。
这位主要研究“高致病性人类冠状病毒”的科学家提供了冠状病毒家族中侵略性动物病毒的实例。其中包括鸡的“传染性支气管炎病毒”,猫的“猫传染性腹膜炎病毒”或“传染性肠胃炎病毒”,在仔猪中致命率接近%。
科尔曼说:“已知这些[病毒]中没有一种会感染人类或引起任何疾病。”
“另一方面,一种在动物体内进化但又具有感染人类能力的病毒,如果或当其感染人类时,可能会更加致命。”
当动物的免疫系统与人类的免疫系统非常不同时,或者当动物具有人类缺乏的特殊防御机制时,情况尤其如此。
蝙蝠及其“特殊”免疫力
例如,非常有害的病毒(例如SARS,MERS和埃博拉病毒)都起源于蝙蝠,这引出了一个问题-蝙蝠具有什么而我们没有?
蝙蝠如何携带病毒在某些情况下对人类极为致命(例如埃博拉病毒),但似乎丝毫没有对这些生物造成伤害的情况下飞来飞去?
加州大学伯克利分校的学者卡拉·布鲁克(CaraBrook)领导的一项新研究提出了这个问题。研究表明,蝙蝠独特的免疫功能使它们能够携带和维持高病毒载量而不会生病。布鲁克及其同事在论文中解释说:“有些蝙蝠具有抗病毒免疫反应,称为干扰素途径,该干扰途径永久打开。”
在大多数其他哺乳动物中,具有这种过度警惕的免疫反应会引起有害的炎症。蝙蝠具有适应性的抗炎特性,可以保护蝙蝠免遭此类伤害。”—CaraBrook等。
蝙蝠和病毒的相互作用
蝙蝠具有着强大的防御病毒的机制,这也说明蝙蝠携带的病毒具有更快复制的所有诱因。蝙蝠独特的免疫能力最终使病毒更强壮。这就像在出色的竞争对手中进行训练并因此变得更强大一样。布鲁克和她的团队使用两种蝙蝠的细胞系进行了实验。结果表明,“在两种蝙蝠物种中,最强的抗病毒反应都被病毒在细胞间传播得更快所抵消。”
“这表明,蝙蝠的免疫防御可能会推动传播更快的病毒的进化,尽管蝙蝠受到了很好的保护,免受自身多产病毒的有害影响,但包括人类在内的其他生物却没有。”–CaraBrook等。
“如果尝试同样的抗病毒策略,我们的免疫系统将产生广泛的炎症。但是蝙蝠似乎特别适合避免免疫病理学的威胁,”布鲁克说。
COVID-19:蝙蝠,穿山甲或蛇?
就新的冠状病毒而言,关于通过SARS-CoV-2传递给人类的特定动物的理论流传甚广。科学家认为穿山甲甚至是蛇可能是携带者。
锁定特定的哺乳动物至关重要,因为这种动物可以提供有关该病毒的遗传结构及其应对方法的真知灼见。但是,至关重要的是,不要低估新冠状病毒可能有几种动物来源的可能性。
“事实尽管是这样,但这并不意味着穿山甲是唯一的来源,可能是因为其他物种。”在评论人类从穿山甲感染了SARS-CoV-2的理论时,科尔曼如是说:
“例如,在有原始的SARS-CoV的情况下,麝香猫是最著名的物种,但也感染了其他小型哺乳动物。同样,尽管单峰骆驼是MERS-CoV的来源,但有力的证据表明“其他骆驼”也可能被感染。”
COVID-19的两种替代方案
在最近的一项研究中,由加利福尼亚州研究所的免疫学和微生物学副教授克里斯蒂安·安德森博士领导的研究人员使用现有的基因组数据来确定新冠状病毒的来源是自然的还是自然的。由人类制造。
在确定该病毒是自然进化的结果之后,作者解释说,取决于病毒是否以目前的形式在动物或人类中适应,新的冠状病毒大流行的过程可能大不相同。
“在另一种动物中预先适应的SARS-CoV-2,”然后在《自然》杂志上写道,“那么就有可能再次发生新的事件。”
换句话说,如果病毒在动物中进化到目前的状态,那么动物将继续在彼此之间传播它,并且该病毒可能随时跳回人类。
此外,研究人员认为这种情况可以解释为什么病毒传播如此之快。看到SARS-CoV-2已经在动物中发展了其致病性状,就已经“受过训练”,以使其能够在进入第一个人类宿主后迅速传播和复制。
“相反,”Andersen和同事写道,“如果适应性过程发生在人类身上,那么即使重复发生从动物到人类的转移,但如果没有相同的系列突变,它们也不太可能传播,”
目前,尚不可能知道这两种情况中哪一种更有可能。只有时间和更多的研究才能证明。
部分资料摘自网络,如有侵权请联系作者删除